小麦生长、成熟和产量负调控基因TaJIP2的克隆及功能分析
2021-12-28分类号:S512.1
【部门】河南科技学院生命科技学院河南省粮食作物基因组编辑工程技术研究中心河南省植物遗传改良与土壤修复国际联合重点实验室 河南科技学院园艺园林学院 河南工业大学生物工程学院
【摘要】为探究茉莉酸(JA)对小麦光合作用效率、小麦生长、成熟和产量的调控作用。试验采用同源克隆的方法,从小麦百农207中扩增到了一个小麦茉莉酸诱导蛋白基因TaJIP2,对TaJIP2进行组织差异表达分析,并构建TaJIP2基因RNA干扰(RNAi)载体后对小麦进行遗传转化及功能分析。结果表明,TaJIP2基因在各个部位均有表达,其中在颖壳中表达量最高;沉默TaJIP2基因显著提高JA生物合成关键酶丙二烯氧化物环化酶(AOC)和12-氧-植物二烯酸还原酶(OPR)活性和JA含量,其中根系中JA含量差异最大。沉默TaJIP2基因显著促进小麦根系和地上部分生长,其中根系生长状况差异更显著;根尖细胞超微结构观察结果显示,沉默TaJIP2基因小麦植株根尖细胞结构完整,细胞内各细胞器种类和数量丰富,细胞活性强,从而促进了根系生长。此外,沉默TaJIP2基因显著提高了小麦叶片光合作用效率,且抽穗时间提前,显著增加了小麦籽粒的粒长和粒宽及单株的穗数、穗粒数、千粒质量和单株产量。以上结果表明,RNAi诱导的TaJIP2基因沉默显著促进小麦植株生长、提前成熟和高产,表明TaJIP2是一个小麦生长、成熟和产量的关键负调控基因。
【关键词】小麦 小麦茉莉酸诱导蛋白基因2(TaJIP2) RNA干扰 促生长 早熟 高产
【基金】国家自然科学基金面上项目(31872129);国家自然科学基金青年基金项目(31902031);; 中国博士后科学基金面上项目(2018M630821);; 河南省博士后科研项目(001801020)
【所属期刊栏目】华北农学报
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